(57)【要約】【課題】  ゲート電極膜の形成面の裏面に形成したコレクタ電極膜を半導体基板にショットキー接合させた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、逆方向電圧によるリーク電流を発生しにくいものを提供すること。【解決手段】  Ｎ＋型バッファ層１０３にＰ−型リークストッパ領域１１２を形成する。Ｐ−型リークストッパ領域１１２は、絶縁膜１０２とコレクタ電極膜２０１との双方に接するように形成され、さらに、Ｎ＋型バッファ層１０３と共にコレクタ電極膜１０１に対してショットキー接合されている。したがって、＋、−の符号に示した電圧を印加すると、Ｎ＋型バッファ層１０３及びＰ−型リークストッパ領域１１２に対して逆方向電圧となるので、Ｎ＋型バッファ層１０３とＰ−型リークストッパ領域１１２との境界面から空乏層１１５が拡がってこの部分の電界強度が高まる。【選択図】  図１
2005129747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１の導電層と、
前記第１の導電層の第１の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、
前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、
前記第１の導電層の第１の表面、ならびに前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、
前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、
前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、
前記第１の導電層の第２の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、
前記第１の導電層の第２の表面および前記第３の導電領域の表面上に、かつ、前記第１の導電層および前記第３の導電領域とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、
前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と接合されるようになされたことを特徴とする絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
【請求項２】
第１導電型の第１の導電層と、
前記第１の導電層に積層して形成してなる第１導電型の第２の導電層と、
前記第２の導電層の表面に露出するように、かつ、前記第２の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、
前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、
前記第２の導電層、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、
前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、
前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、
前記第１の導電層の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、
前記第１の導電層および前記第３の導電領域の表面上に、かつ、前記第１の導電層および前記第３の導電領域とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、
前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と接合されるようになされたことを特徴とする絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
【請求項３】
第１導電型の第１の導電層と、
前記第１の導電層の第１の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、
前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、
前記第１の導電層の第１の表面、ならびに前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、
前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、
前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、
前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、
前記第１の導電層の第２の表面および前記第３の導電領域の表面上に形成してなるポリシリコン層と、
前記ポリシリコン層の表面上に形成し、かつ、前記ポリシリコン層とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、
前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と前記ポリシリコン層をはさんで対向するようになされたことを特徴とする絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
【請求項４】
第１導電型の第１の導電層と、
前記第１の導電層に積層して形成してなる第１導電型の第２の導電層と、
前記第２の導電層の表面に露出するように、かつ、前記第２の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、
前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、
前記第２の導電層、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、
前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、
前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、
前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、
前記第１の導電層および前記第３の導電領域の表面上に形成してなるポリシリコン層と、
前記ポリシリコン層の表面上に形成し、かつ、前記ポリシリコン層とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、
前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と前記ポリシリコン層をはさんで対向するようになされたことを特徴とする絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタに係り、特にゲート電極膜の形成面の反対面に形成したコレクタ電極膜を半導体基板にショットキー接合させたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタには、例えば特許文献１などのように、ゲート電極膜の形成面の裏面に形成したコレクタ電極膜をシリコンにショットキー接合させたものがある。図６は、従来技術に係るコレクタ電極膜をシリコンにショットキー接合させた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを示す断面図である。図６において、２００は絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、２０１はコレクタ電極膜、２０２はシリコン酸化膜、２０３はＮ＋型バッファ層、２０４はＮ−型ドリフト層、２０５はＮ＋型チャネルストッパ領域、２０６はエミッタ電極膜、２０７はゲート絶縁膜、２０８はゲート電極膜、２０９は層間絶縁膜、２１０はＮ＋型エミッタ領域、２１１はＰ＋型ベース領域である。
【０００３】
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ２００は、パンチスルー型の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタであり、Ｎ＋型バッファ層２０３及びＮ−型ドリフト層２０４を積層するように形成している。また、Ｎ−型ドリフト層２０４の表面付近には、Ｐ＋型ベース領域２１１と、Ｐ＋型ベース領域２１１に内包されるＮ＋型エミッタ領域２１０を形成している。また、隣り合うＰ＋型ベース領域２１１の間を覆うようにゲート絶縁膜２０７を形成している。さらに、ゲート絶縁膜２０７上にはゲート電極膜２０８を形成し、ゲート絶縁膜２０７及びゲート電極膜２０８を覆うように層間絶縁膜２０９を形成している。また、露出しているＰ＋型ベース領域２１１及びＮ＋型エミッタ領域２１０の表面上には、エミッタ電極膜２０６を形成している。さらに、Ｎ−型ドリフト層２０４の縁辺には、Ｎ＋型チャネルストッパ領域２０５を形成している。
【０００４】
くわえて、Ｎ＋型バッファ層２０３のＮ−型ドリフト層２０４と反対側の表面には、コレクタ電極膜２０１を形成している。コレクタ電極膜２０１は、Ｎ＋型バッファ層２０３にショットキー接合されており、一般的な絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおけるＰ型コレクタ層に相当する機能を持つとともにコレクタ電極膜としての機能も併せ持つ。
【０００５】
以上の構成において、ゲート電極膜２０８とエミッタ電極膜２０６との間に閾値以上の電圧を印加すると、Ｐ＋型ベース領域２１１の表層にチャネルが現れて、Ｎ−型ドリフト層２０４で伝導度変調を生じながらコレクタ電極膜２０１からエミッタ電極膜２０６へ電流が流れる。このとき、コレクタ電極膜２０１からＮ＋型バッファ層２０３へ注入される正孔は非常に少ないので、Ｐ型コレクタ層を形成した一般的な絶縁ゲート型バイポーラトランジスタよりもスイッチング特性は相当に良くなる。
【０００６】
しかしながら、ショットキー接合によるダイオードは、ＰＮ接合によるダイオードよりも逆方向電圧に弱い。したがって、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ２００は、逆方向電圧を印加した場合において、Ｐ型コレクタ層を形成した一般的な絶縁ゲート型バイポーラトランジスタよりも、コレクタ電極膜２０１の縁辺部分（シリコン酸化膜２０２の近傍の部分）から絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ２００の側面などを経由してリーク電流が流れやすいという課題を抱えている。
【特許文献１】特開平８−１４８６７５号公報  第３−４頁、図１−４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ゲート電極膜の形成面の裏面に形成したコレクタ電極膜を半導体基板にショットキー接合させた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、逆方向電圧によるリーク電流を発生しにくいものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、第１導電型の第１の導電層と、前記第１の導電層の第１の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、前記第１の導電層の第１の表面、ならびに前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、前記第１の導電層の第２の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、前記第１の導電層の第２の表面および前記第３の導電領域の表面上に、かつ、前記第１の導電層および前記第３の導電領域とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と接合されるようになされたことを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、上記手段によれば、第２導電型の第３の導電領域とコレクタ電極膜をショットキー接合したので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタに逆方向電圧が印加されたときに、第１導電型の第１の導電層との境界近傍に空乏層が生成される。したがって、コレクタ電極膜の縁辺部近傍に空乏層が拡がった状態になるので、リーク電流の発生を防止することができる。また、順方向電圧が印加されているときには、電流が順方向に流れるので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの順方向特性に悪影響を与えることがない。
【００１０】
また、本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、第１導電型の第１の導電層と、前記第１の導電層に積層して形成してなる第１導電型の第２の導電層と、前記第２の導電層の表面に露出するように、かつ、前記第２の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、前記第２の導電層、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、前記第１の導電層の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、前記第１の導電層および前記第３の導電領域の表面上に、かつ、前記第１の導電層および前記第３の導電領域とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と接合されるようになされたことを特徴とするものとした。
【００１１】
したがって、上記手段によれば、第２導電型の第３の導電領域とコレクタ電極膜をショットキー接合したので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタに逆方向電圧が印加されたときに、第１導電型の第１の導電層との境界近傍に空乏層が生成される。したがって、コレクタ電極膜の縁辺部近傍に空乏層が拡がった状態になるので、リーク電流の発生を防止することができる。また、順方向電圧が印加されているときには、電流が順方向に流れるので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの順方向特性に悪影響を与えることがない。
【００１２】
さらに、本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、第１導電型の第１の導電層と、前記第１の導電層の第１の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、前記第１の導電層の第１の表面、ならびに前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、前記第１の導電層の第２の表面および前記第３の導電領域の表面上に形成してなるポリシリコン層と、前記ポリシリコン層の表面上に形成し、かつ、前記ポリシリコン層とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と前記ポリシリコン層をはさんで対向するようになされたことを特徴とするものとした。
【００１３】
したがって、上記手段によれば、第２導電型の第３の導電領域とコレクタ電極膜をショットキー接合したので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタに逆方向電圧が印加されたときに、ポリシリコン層との境界近傍に空乏層が生成される。したがって、コレクタ電極膜の縁辺部近傍に空乏層が拡がった状態になるので、リーク電流の発生を防止することができる。また、順方向電圧が印加されているときには、電流が順方向に流れるので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの順方向特性に悪影響を与えることがない。
【００１４】
くわえて、本発明は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおいて、第１導電型の第１の導電層と、前記第１の導電層に積層して形成してなる第１導電型の第２の導電層と、
【００１５】
前記第２の導電層の表面に露出するように、かつ、前記第２の導電層の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第１の導電領域と、前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第１導電型の第２の導電領域と、前記第２の導電層、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域の表面を選択的に覆うように形成してなる第１の絶縁膜と、前記絶縁膜上に積層させて形成してなるゲート電極膜と、前記第１の絶縁膜および前記ゲート電極膜を覆うように形成してなる第２の絶縁膜と、前記第１の導電領域および前記第２の導電領域にオーミック接合されるように形成してなるエミッタ電極膜と、前記第１の導電領域の表面に露出するように、かつ、前記第１の導電領域の内部に選択的に形成してなる第２導電型の第３の導電領域と、前記第１の導電層および前記第３の導電領域の表面上に形成してなるポリシリコン層と、前記ポリシリコン層の表面上に形成し、かつ、前記ポリシリコン層とショットキー接合されるように形成してなるコレクタ電極膜を有し、前記第３の導電領域は、前記コレクタ電極膜の縁辺部の少なくとも一部と前記ポリシリコン層をはさんで対向するようになされたことを特徴とするものとした。
【００１６】
したがって、上記手段によれば、第２導電型の第３の導電領域とコレクタ電極膜をショットキー接合したので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタに逆方向電圧が印加されたときに、ポリシリコン層との境界近傍に空乏層が生成される。したがって、コレクタ電極膜の縁辺部近傍に空乏層が拡がった状態になるので、リーク電流の発生を防止することができる。また、順方向電圧が印加されているときには、電流が順方向に流れるので、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタの順方向特性に悪影響を与えることがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、コレクタ電極膜の縁辺部近傍に空乏層が生成されるようにして、コレクタ電極膜をショットキー接合させた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタに十分な耐圧を持たせたので、いわゆるマトリックス・コンバータなどの、この種の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタには向かなかった用途に適用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、コレクタ電極膜をショットキー接合させた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下の説明では、「ショットキー接合型ＩＧＢＴ」とする）において、コレクタ電極膜に対してＰ型のシリコンとＮ型のシリコンとをショットキー接合しているところに最も大きな特徴がある。以下に、この特徴を有する実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
さらに、本発明の実施例１について、図面に基づいて詳しく説明する。図１は、本発明の実施例１に係るショットキー接合型ＩＧＢＴに逆方向電圧を印加した状態を示す断面図である。図１において、１００はショットキー接合型ＩＧＢＴ、１０１はコレクタ電極膜、１０２は絶縁膜、１０３はＮ＋型バッファ層、１０４はＮ−型ドリフト層、１０５はＮ＋型チャネルストッパ領域、１０６はエミッタ電極膜、１０７はゲート絶縁膜、１０８はゲート電極膜、１０９は層間絶縁膜、１１０はＮ＋型エミッタ領域、１１１はＰ＋型ベース領域、１１２はＰ−型リークストッパ領域、１１５は空乏層である。
【００２０】
図１に示すように、ショットキー接合型ＩＧＢＴ１００は、パンチスルー型の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタである。Ｎ＋型バッファ層１０３は、Ｎ＋型のシリコン基板であり、その上にエピタキシャル成長によってＮ−型ドリフト層１０４を積層形成している。また、Ｎ−型ドリフト層１０４の表面付近には、Ｐ＋型ベース領域１１１と、Ｐ＋型ベース領域１１１に内包される２つのＮ＋型エミッタ領域１１０を形成している。Ｐ＋型ベース領域１１１及びＮ＋型エミッタ領域１１０は、Ｎ＋型エミッタ領域１１０の表面からＰ型及びＮ型の不純物を注入し、さらにこれらの不純物を高温で拡散させることによって形成する。
【００２１】
また、隣り合うＰ＋型ベース領域１１１の間を覆うようにゲート絶縁膜１０７を形成している。ゲート絶縁膜１０７は、Ｎ−型ドリフト層１０４上に成膜したシリコン酸化膜を写真工程及びエッチング工程によって所定のパターンとなるように形成したものである。さらに、ゲート絶縁膜１０７上にはゲート電極膜１０８を形成している。ゲート電極膜１０８は、ゲート絶縁膜１０７上に堆積したポリシリコンを写真工程及びエッチング工程によって所定のパターンとなるように形成したものである。なお、ゲート電極膜１０８は、金属やシリサイドなどで形成することも可能である。くわえて、ゲート絶縁膜１０７及びゲート電極膜１０８を覆うように層間絶縁膜１０９を形成している。層間絶縁膜１０９は、ゲート電極膜１０８などの上に成膜したシリコン酸化膜を写真工程及びエッチング工程によって所定のパターンとなるように形成したものである。
【００２２】
また、層間絶縁膜１０９、並びに露出しているＰ＋型ベース領域１１１及びＮ＋型エミッタ領域１１０の表面上には、エミッタ電極膜１０６を形成している。エミッタ電極膜１０６は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ膜で形成される。なお、エミッタ電極膜１０６は、Ａｌ−Ｃｕ膜など他の材料で形成することも可能である。さらに、Ｎ−型ドリフト層１０４の縁辺部には、Ｎ＋型チャネルストッパ領域１０５を形成している。Ｎ＋型チャネルストッパ領域１０５は、Ｎ−型ドリフト層１０４とＰ＋型ベース領域１１１との境界面から拡がる空乏層がＮ−型ドリフト層１０４の側面まで到達することを抑制するために形成される。
【００２３】
くわえて、Ｎ＋型バッファ層１０３のＮ−型ドリフト層１０４と反対側には、Ｐ−型リークストッパ領域１１２を形成している。Ｐ−型リークストッパ領域１１２は、Ｎ＋型バッファ層１０３の表面からＰ型の不純物を注入し、さらにこれらの不純物を高温で拡散させることによって形成する。同時に、絶縁膜１０２とコレクタ電極膜２０１との双方に接するように、すなわち、コレクタ電極膜１０１のＮ＋型バッファ層１０３との接触面の縁辺部に対応するように形成されている。図５は、Ｐ−型リークストッパ領域を平面的に見たときの形態を示す平面図である。図５において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。また、Ｐ−型リークストッパ領域１１２は、ショットキー接合型ＩＧＢＴ１００を平面的に見たときに、コレクタ電極膜１０１のＮ＋型バッファ層１０３との接触面が矩形状に形成されているのに応じて枠状に形成されている。なお、Ｐ−型リークストッパ領域１１２は、図５のように枠状に形成されることが最も望ましいが、リーク電流が特に流れやすい部分、例えばコレクタ電極膜１０１のＮ＋型バッファ層１０３との接触面の角部などにのみ形成しても良い。
【００２４】
さらに、Ｎ＋型バッファ層１０３上には絶縁膜１０２が形成されている。絶縁膜１０２は、Ｎ＋型バッファ層１０３の周辺部を保護するものであり、Ｎ＋型バッファ層１０３上に成膜したシリコン酸化膜を写真工程及びエッチング工程によって所定のパターンとなるように形成したものである。また、絶縁膜１０２を形成していないＮ＋型バッファ層１０３の表面上にはコレクタ電極膜１０１を形成している。コレクタ電極膜１０１は、Ｎ＋型バッファ層１０３及びＰ−型リークストッパ領域１１２にショットキー接合されており、コレクタ電極膜としての機能のほかに一般的な絶縁ゲート型バイポーラトランジスタにおけるＰ型コレクタ層に相当する機能を併せ持つ。また、コレクタ電極膜１０１は、Ｎ＋型バッファ層１０３及びＰ−型リークストッパ領域１１２とショットキー接合をなすＴｉ膜上に、配線パターンへの接続性の良さを考慮してＮｉ及びＡｇの膜を積層して形成する。なお、コレクタ電極膜１０１は、必要となるショットキー障壁高さや、接続される配線などに応じて、これら以外の金属、例えばＣｕ、Ａｕ、Ｃｒなどを用いても良く、積層する金属膜も４層以上など３層以外のものとしても良い。
【００２５】
以上の構成において、ゲート電極膜１０８とエミッタ電極膜１０６との間に閾値以上の電圧を印加すると、Ｐ＋型ベース領域１１１の表層にチャネルが現れて、Ｎ−型ドリフト層１０４で伝導度変調を生じながらコレクタ電極膜１０１からエミッタ電極膜１０６へ電流が流れる。このとき、コレクタ電極膜１０１からＮ＋型バッファ層１０３へ注入される正孔は非常に少ないので、Ｐ型コレクタ層を形成した一般的な絶縁ゲート型バイポーラトランジスタよりもスイッチング特性は相当に良くなる。
【００２６】
ところで、コレクタ電極膜１０１とエミッタ電極膜１０６との間に、図１の＋、−の符号に示すような電圧を印加すると、コレクタ電極膜１０１及びＮ＋型バッファ層１０３に対して逆方向電圧になるとともに、Ｎ＋型バッファ層１０３及びＰ−型リークストッパ領域１１２に対しても逆方向電圧となる。したがって、この状態において、Ｎ＋型バッファ層１０３とＰ−型リークストッパ領域１１２との境界面から空乏層１１５が拡がることになる。つまり、コレクタ電極膜１０１のＮ＋型バッファ層１０３との接触面の縁辺部が空乏層１１５に覆われた状態となり、この部分の電界強度が高まる。したがって、空乏層１１５は、この縁辺部からＮ＋型バッファ層１０３の側面を経由してエミッタ電極膜１０６へリーク電流が流れるのを阻止する機能を果たす。
【００２７】
なお、以上の説明において、シリコン酸化膜によって形成した絶縁膜は、シリコンチッ化膜によって形成することも可能である。さらに、Ｐ−型リークストッパ領域１１２は、上述した部位にのみ形成することが好ましいが、Ｎ＋型バッファ層１０３とコレクタ電極膜１０１との必要最小限の接合を確保できるのならば、Ｎ＋型バッファ層１０３とＰ−型リークストッパ領域１１２との境界面の中央など他の部位に形成しても良い。
【００２８】
図２は、本発明の実施例１に係るショットキー接合型ＩＧＢＴに順方向電圧を印加した状態を示す断面図である。図２において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。図２に示すように、ショットキー接合型ＩＧＢＴ１００に対して順方向電圧を印加しているときには、Ｎ＋型バッファ層１０３及びＰ−型リークストッパ領域１１２に対しても順方向電圧となるので、空乏層が発生することがなく、順方向への電流の流れを阻害することがない。
【実施例２】
【００２９】
続けて、本発明の実施例２について、図面に基づいて詳しく説明する。図３は、本発明の実施例２に係るショットキー接合型ＩＧＢＴを示す断面図である。図３において、１１３はポリシリコン層を示し、その他の符号は図１と同じものを示す。図３のショットキー接合型ＩＧＢＴ１００は、Ｎ＋型バッファ層１０３及びＰ−型リークストッパ領域１１２と、コレクタ電極膜１０１及び絶縁膜１０２との間にポリシリコン膜１１３を介在させている。ポリシリコン膜１１３は、厚さ約１μｍの膜であり、結晶欠陥を有する単結晶シリコンと同様に、コレクタ電極膜１０１から注入される正孔を捕捉する性質がある。なお、ポリシリコン膜１１３の形成は、Ｎ＋型バッファ層１０３の表面上にポリシリコンを堆積することによって形成する。したがって、図３のショットキー接合型ＩＧＢＴ１００は、図１のものよりもＮ＋型バッファ層１０３への正孔の注入がさらに少ないと言える。
【００３０】
したがって、図３のショットキー接合型ＩＧＢＴ１００は、この正孔の注入を非常に押さえることが求められる場合において非常に有効な構成である。なお、ポリシリコン膜１１３の厚さは、約１μｍ以下であっても良いが、ポリシリコンをＮ＋型バッファ層１０３の表面全体にわたって確実に堆積するために、少なくとも０．２μｍ程度確保することが望ましい。また、ポリシリコンは、単結晶シリコンよりも抵抗が大きいので、１μｍよりも厚くすることは好ましくない。
【実施例３】
【００３１】
図４は、本発明の実施例３に係るショットキー接合型ＩＧＢＴに順方向電圧を印加した状態を示す断面図である。図４において用いた符号は、すべて図１と同じものを示す。実施例１及び実施例２に係るショットキー接合型ＩＧＢＴにおいては、パンチスルー型のものを例として取り上げたが、本発明は、ノンパンチスルー型のものに対しても好ましく適用できる。図４に示すように、ショットキー接合型ＩＧＢＴ１００にはＮ＋型バッファ層１０３が存在しないが、Ｐ−型リークストッパ領域１１２を設けたことによる作用効果は図１のものと同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例１に係るショットキー接合型ＩＧＢＴに逆方向電圧を印加した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係るショットキー接合型ＩＧＢＴに順方向電圧を印加した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係るショットキー接合型ＩＧＢＴを示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３に係るショットキー接合型ＩＧＢＴに順方向電圧を印加した状態を示す断面図である。
【図５】Ｐ−型リークストッパ領域を平面的に見たときの形態を示す平面図である。
【図６】従来技術に係るコレクタ電極膜をシリコンにショットキー接合させた絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００：ショットキー接合型ＩＧＢＴ
１０１：コレクタ電極膜
１０２：絶縁膜
１０３：Ｎ＋型バッファ層
１０４：Ｎ−型ドリフト層
１０５：Ｎ＋型チャネルストッパ領域
１０６：エミッタ電極膜
１０７：ゲート絶縁膜
１０８：ゲート電極膜
１０９：層間絶縁膜
１１０：Ｎ＋型エミッタ領域
１１１：Ｐ＋型ベース領域
１１２：Ｐ−型リークストッパ領域
１１３：ポリシリコン層
１１５：空乏層
２００：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
２０１：コレクタ電極膜
２０２：シリコン酸化膜
２０３：Ｎ＋型バッファ層
２０４：Ｎ−型ドリフト層
２０５：Ｎ＋型チャネルストッパ領域
２０６：エミッタ電極膜
２０７：ゲート絶縁膜
２０８：ゲート電極膜
２０９：層間絶縁膜
２１０：Ｎ＋型エミッタ領域
２１１：Ｐ＋型ベース領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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